KR101569179B1 - Method of manufacturing eco-friendly ceramic protecting sleeve for sensor and composition used to the same - Google Patents

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Abstract

센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물은 중량%로, 천연 섬유상의 무기질 충전재(규회석) 25~65%, 인공 섬유상의 무기질 충전재(알칼리토류 실리케이트 섬유) 15~55%, 인공 섬유상의 무기질 보강재(글래스 화이버) 5~15%, 무기 결합제 5~15% 및 유기 결합제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The present invention relates to a composition for manufacturing an eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for a sensor.
The composition for manufacturing an eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for a sensor according to the present invention comprises 25 to 65% of an inorganic filler (wollastonite) in natural fiber, 15 to 55% of an inorganic filler in an artificial fiber (alkaline earth silicate fiber) 5 to 15% of a reinforcing material (glass fiber), 5 to 15% of an inorganic binder, and an organic binder.

Description

센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물 {METHOD OF MANUFACTURING ECO-FRIENDLY CERAMIC PROTECTING SLEEVE FOR SENSOR AND COMPOSITION USED TO THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a composition for manufacturing an eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for a sensor,

본 발명은 제선이나 제강공정 등에서 용융금속의 측온, 성분측정 및 샘플채취 등에 사용되는 열전대, 샘플러 및 복합프로브와 같은 센서용 내열보호관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천연 섬유상의 무기질 충전재를 주성분으로 하고 여기에 인공 무기질섬유와 결합제를 혼합한 슬러리를 지관이나 경금속 등으로 제작된 심봉 혹은 지관의 외주면에 성형하는 방법으로 제조하여 내열성, 단열성, 내침식성, 용융금속 내비산(Non-Splash) 성과 친환경 특성을 향상시킨 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a heat-resistant protective pipe for a sensor such as a thermocouple, a sampler and a composite probe, which is used for measuring the temperature of a molten metal, measuring a component and sampling a molten metal in a steelmaking or steelmaking process. More particularly, Here, a slurry obtained by mixing a synthetic inorganic fiber and a binder is formed on the outer surface of a mandrel or a paper tube made of a paper tube or a light metal, and is manufactured by a method of heat resistance, heat insulation, erosion resistance, non-splash in the molten metal, To a composition for manufacturing an eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for a sensor.

일반적으로 용선이나 용강의 온도는 1300~1800℃ 정도의 고온이다. 따라서, 용선이나 용강의 측온, 성분측정 및 샘플채취 등을 위해 열전대, 샘플러 및 복합프로브를 용융금속에 침지 시킬 때에 고온의 용융금속에 의한 측정부의 열화방지와 안정적인 샘플링조건 및 용융금속의 비산(Splash)에 의한 작업자의 안전성 확보를 위해 내열보호관의 사용이 필수적으로 요구된다.Generally, the temperature of molten steel or molten steel is about 1300 ~ 1800 ℃. Therefore, when the thermocouple, the sampler and the composite probe are immersed in the molten metal for the measurement of the temperature of the molten steel or molten steel, the composition of the molten steel, and the sampling of the sample, the deterioration of the measuring portion due to the high temperature molten metal, It is necessary to use a heat-resistant protective pipe in order to secure the safety of the operator.

이러한 내열보호관은 프로브의 본연의 성능을 발휘하도록 하기 위하여 내열성, 내열충격성, 단열성, 용융금속 비산방지성 및 압출성형성 등이 우수한 소재로 제조되는 것이 바람직하다.The heat-resistant protective tube is preferably made of a material excellent in heat resistance, thermal shock resistance, heat insulation, molten metal scattering prevention, and extrusion moldability in order to exhibit the inherent performance of the probe.

종래 내열보호관은 세라믹 화이버(ceramic fiber), 규조토, 규회석 등을 주성분으로 하여 제조되었다.Conventionally, heat-resistant protective tubes are made of ceramic fiber, diatomaceous earth, wollastonite, etc. as main components.

세라믹 화이버는 내열성과 단열성이 우수하여 많이 쓰이고 있으나, 용융금속에 침지 시 1200~1400℃에서 실리카가 용출되어 용융금속을 오염시킴은 물론 내침식성이 나쁘고, 특히 원재료의 가격이 높아 제조가격 상승의 요인이 되어 왔다. 또한, 세라믹 화이버의 경우, 용융금속용 프로브 제조때와 사용시 인체에 유해한 물질들이 발생될 수 있어 개선이 시급하였다.Ceramic fiber is widely used because it is superior in heat resistance and heat insulation. However, when it is immersed in molten metal, silica is eluted at 1200 to 1400 ° C to contaminate the molten metal, and the erosion resistance is poor. Especially, the price of raw material is high, . Further, in the case of the ceramic fiber, harmful substances may be generated at the time of manufacturing the probe for molten metal and at the time of use, and it has been urgent to improve.

본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-0491986호(2005.05.31. 공고)에 개시된 용융금속 프로브용 내열보호관 및 그 제조방법, 대한민국 등록특허공보 제10-1129560호(2012.03.29. 공고)에 개시된 프로브용 규회석 내열보호관 등이 있다.BACKGROUND ART [0002] A related art related to the present invention is a heat-resistant protective pipe for molten metal probes disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0491986 (published on May 31, 2005), a method for manufacturing the same, and Korean Patent Registration No. 10-1129560 And a wollastonite heat protection pipe for a probe disclosed in the above publication.

상기 문헌들에서 주재료로 사용되는 규조토 및 카올린에는 쿼츠(Quartz), 크리스토발라이트(Cristobalite) 등의 결정질 실리카가 포함되어 있고, 해포석에는 석면이 포함되어 있어 발암성 물질로 알려져 있다. The diatomaceous earth and kaolin used as main materials in the above documents include crystalline silica such as Quartz and Cristobalite, and asbestos is contained in the seawall, which is known as a carcinogenic substance.

더욱이, 종래에 내열재료로 사용한 카올린의 경우, 1000℃ 이상이 되면 자유 실리카(Free SiO2), 즉 결정질상인 크리스토발라이트 상이 대량 생성된다. 이는 발암성 물질로 국제적으로 규제되어 친환경적인 내열재료로 부적합하다.Furthermore, in the case of kaolin conventionally used as a heat-resistant material, large amounts of free silica (free SiO 2 ), that is, a crystalline phase, cristobalite phase, are produced at 1000 ° C or higher. This is a cancer-causing substance that is internationally regulated and is unsuitable as an environment-friendly heat-resistant material.

구체적으로, 카올린은 925~950℃로 가열하게, 아래와 같이 물이 반응하여 없어지고 메타카올린으로 변화된다.Specifically, kaolin is heated to 925 ~ 950 ℃, and the water reacts and disappears and changes to meta kaolin as follows.

2Al2Si2O5(OH)4 → 2Al2Si2O7 + 4H2O 2Al 2 Si 2 O 5 (OH ) 4 → 2Al 2 Si 2 O 7 + 4H 2 O

이 메타카올린이 1050℃ 이상으로 가열되면, 아래와 같이 알루미늄실리카질 스피넬, 그리고 뮬라이트로 변하게 되고, 다량의 자유상의 결정질 실리카가 형성된다. When this meta kaolin is heated above 1050 ° C, it turns into aluminum siliceous spinel and mullite as follows, and a large amount of free crystalline silica is formed.

이 결정질 실리카는 인체에 유해하므로 친환경성 내열재료로 사용 불가능하다.This crystalline silica is harmful to the human body and thus can not be used as an environmentally friendly heat resistant material.

2Al2Si2O7 → Si3Al4O12 + SiO2 2Al 2 Si 2 O 7 ? Si 3 Al 4 O 12 + SiO 2

3Si3Al4O12 → 2Si2Al6O13 + 5SiO2
Al 4 O 3 → 2Si 12 3Si 2 Al 6 O 13 + 5SiO 2

또한, 종래에 사용된 소석회는 조금만 넣어도, 물과 반응하여 결합하는 성질인 수화현상으로 인하여, 시간이 지나면 돌처럼 단단하게 되어 생산성이 좋지 않고, 압출성형하여 보관하면 공기중에 이산화탄소를 흡수하여 탄산석회로 변하면서 부피팽창이 일어나는 성질 때문에, 건조과정에서 크랙이 발생되어 불량을 만들어 내므로 품질안정화를 하기 힘든 문제점을 안고 있었다.In addition, even if a small amount of slaked lime used in the past is used, it is difficult to produce due to the hydration phenomenon as a result of the hydration which reacts with water and becomes hard as a stone after a lapse of time. When it is stored by extrusion molding, Due to the volumetric expansion, the cracks are generated in the drying process and the defects are produced, so that it is difficult to stabilize the quality.

또한, 소석회와 생석회는 유독성이 있다. 따라서, 이들 소재는 친환경성 내열재료로 적합하지 않다.
Also, the lime and quicklime are toxic. Therefore, these materials are not suitable as environmentally friendly heat resistant materials.

본 발명의 하나의 목적은 인체에 무해한 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물을 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a composition for manufacturing an eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for a sensor which is harmless to the human body.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물은 중량%로, 천연 섬유상의 무기질 충전재 25~65%, 인공 섬유상의 무기질 충전재 15~55%, 인공 섬유상의 무기질 보강재 5~15%, 무기 결합제 5~15% 및 유기 결합제 5~15%를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to accomplish the above object, the composition for manufacturing an eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for a sensor according to an embodiment of the present invention comprises 25 to 65% of a natural filler as an inorganic filler, 15 to 55% as an inorganic filler in an artificial fiber, Of an inorganic reinforcing material of 5 to 15%, an inorganic binder of 5 to 15% and an organic binder of 5 to 15%.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물은 중량%로, 천연 섬유상의 무기질 충전재 25~65%, 인공 섬유상의 무기질 충전재 15~55%, 인공 섬유상의 무기질 보강재 5~15%, 무기결합제 5~15%, 유기결합제 5~15% 및 인공 무기질 내화재 1~25%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In order to accomplish the above object, according to another embodiment of the present invention, there is provided a composition for manufacturing an eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for a sensor, which comprises 25 to 65% of a natural filler as an inorganic filler, 15 to 55% 5 to 15% of fibrous inorganic stiffener, 5 to 15% of inorganic binder, 5 to 15% of organic binder and 1 to 25% of artificial mineral refractory material.

상기 실시예 들에서, 상기 센서용 친환경 세라믹 내열보호관은 지분 5중량% 이하를 더 포함할 수 있다. In the above embodiments, the eco-friendly ceramic heat-resistant protective pipe for the sensor may further include not more than 5 wt% of the stake.

또한, 상기 실시예 들에서, 상기 천연 섬유상의 무기질 충전재는 규회석을 포함하고, 상기 인공 섬유상의 무기질 충전재는 알칼리토류 실리케이트 섬유(Alkaline Earth Silicate Fiber)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 규회석은 가로 세로 비율이 15:1 이상의 섬유상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 알칼리토류 실리케이트 섬유는 입자직경이 3㎛ 초과 내지 10㎛ 이하인 것이 바람직하다. In addition, in the above embodiments, the inorganic filler in the natural fiber may include wollastonite, and the inorganic filler in the artificial fiber may include an alkaline earth silicate fiber. At this time, the wollastonite is preferably fibrous in aspect ratio of 15: 1 or more. The alkaline earth silicate fiber preferably has a particle diameter of more than 3 mu m and 10 mu m or less.

또한, 상기 다른 실시예에서, 상기 인공 무기질 내화재는 전융스피넬 및 전융알루미나 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 이때, 상기 전융스피넬 혹은 전융알루미나는 80~120mesh의 파우더인 것이 바람직하다. Further, in the another embodiment, the artificial mineral refractory material may include at least one of fused spinel and fused alumina. At this time, it is preferable that the fused spinel or the fused alumina is a powder of 80 to 120 meshes.

또한, 상기 실시예들에서, 상기 인공 섬유상의 무기질 보강재는 글래스 화이버를 포함할 수 있다. 이때, 상기 글래스 화이버는 직경이 3㎛ 초과 10㎛이하이며, 섬유 길이가 3~6mm인 것이 바람직하다. In addition, in the above embodiments, the inorganic reinforcing material on the artificial fiber may include a glass fiber. At this time, it is preferable that the diameter of the glass fiber is not less than 3 μm and not more than 10 μm, and the fiber length is 3 to 6 mm.

또한, 상기 실시예들에서, 상기 무기 결합제는 물유리, 실리카 졸 및 알루미나 졸 중 1종 이상을 포함하고, 상기 유기 결합제는 CMC-Na(Sodium of Carboxy Methyl Cellulose), PVA(Polyvinyl alcohol) 및 MC(Methyl Cellulose) 중 1종 이상을 포함할 수 있다. Also, in the above embodiments, the inorganic binder includes at least one of water glass, silica sol and alumina sol, and the organic binder is selected from the group consisting of Sodium of Carboxy Methyl Cellulose (CMC-Na), Polyvinyl Alcohol (PVA) Methyl cellulose) may be included.

상기의 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물에는 자유 결정질상 실리카 및 석면 결정상의 구조가 존재하지 않는 것이 특징이다.
The composition for the production of an eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for a sensor is characterized in that there is no structure of free crystalline silica and asbestos crystal phase.

본 발명에 따른 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물로부터 제조된 세라믹 내열보호관은 고온의 환경에서도 온도, 성분 측정 및 샘플채취 등의 센서기능을 수행할 수 있도록 센서부를 보호할 수 있다.The ceramic heat-resistant protective tube made of the composition for manufacturing an eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for a sensor according to the present invention can protect the sensor part to perform sensor functions such as temperature, component measurement and sample collection even in a high temperature environment.

특히, 본 발명에 따른 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물은 자유 결정질상 실리카, 석면 결정상의 구조가 존재하지 않는다. 따라서, 센서 사용전 및 사용후에 인체에 무해한 장점이 있다. In particular, the composition for manufacturing an eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for a sensor according to the present invention does not have a free crystalline silica or an asbestos crystal phase structure. Therefore, there is an advantage that it is harmless to the human body before and after use of the sensor.

또한, 본 발명에 따른 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물을 이용한 제조 방법은 공정 중 분진발생이 최대한 억제되고, 또한 공정 중 발생하는 자투리를 재사용할 수 있어 친환경적이다.
In addition, the manufacturing method using the composition for manufacturing an eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for a sensor according to the present invention is environmentally friendly because it minimizes the generation of dust during the process, and can reuse the scouring occurring during the process.

도 1은 본 발명에 적용될 수 있는 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서, 조성물 A~J로부터 제조된 시편들의 쇳물침적 후 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서, 조성물 G, H, I로부터 제조된 시편들에서 측정된 센서의 측정값을 나타낸 것이다.
FIG. 1 schematically shows a method of manufacturing an eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for a sensor applicable to the present invention.
Figure 2 shows photographs of specimens prepared from compositions A through J after sediment deposition in an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows the measured values of the sensors measured in the specimens made from composition G, H, I in an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, a composition for manufacturing an eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for a sensor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물Composition for manufacturing eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for sensor

본 발명의 제1 실시예에 따른 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물은 중량%로, 천연 섬유상의 무기질 충전재 25~65%, 인공 섬유상의 무기질 충전재 15~55%, 인공 섬유상의 무기질 보강재 5~15%, 무기 결합제 5~15% 및 유기 결합제 5~15%를 포함하는 것을 특징으로 한다. The composition for manufacturing an eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for a sensor according to the first embodiment of the present invention comprises 25 to 65% of inorganic filler in natural fiber form, 15 to 55% in inorganic filler in artificial fiber form, 5 to 15 in artificial fiber form, %, An inorganic binder in an amount of 5 to 15%, and an organic binder in an amount of 5 to 15%.

상기 센서용 친환경 세라믹 내열보호관은 지분 5중량% 이하를 더 포함할 수 있다.The eco-friendly ceramic heat-resistant protective pipe for the sensor may further include not more than 5 wt% of a stake.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물에 포함되는 각 성분의 역할 및 함량에 대하여 설명하기로 한다.
Hereinafter, the role and content of each component included in the composition for manufacturing an eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for a sensor according to the first embodiment of the present invention will be described.

천연 섬유상의 무기질 충전재Mineral filler in natural fiber form

천연 섬유상의 무기질 충전재는 인공 섬유상의 무기질 충전재와 함께 세라믹 내열보호관의 주원료이다. 천연 섬유상의 무기질 충전재는 대표적으로 규회석을 이용할 수 있다. 규회석은 칼슘실리게이트의 천연 섬유상 광물로서 화학식은 CaSiO3이고, 일반적으로 섬유상 또는 가느다란 주상 결정의 집합체를 이루나 방사상(放射狀) 또는 속상(束狀) 집합체를 이루기도 하고 드물게는 판상 결정을 이루기도 한다.The inorganic filler in the natural fiber is the main ingredient of the ceramic heat-resistant protective tube together with the inorganic filler in the artificial fiber. The inorganic filler in the natural fibrous form is typically wollastonite. The wollastonite is a natural fibrous mineral of calcium silicate, and its chemical formula is CaSiO 3 , and it generally forms a fibrous or fine columnar crystal aggregate, but may form a radial or a bundle aggregate, Also.

본 발명에 사용되는 규회석은 봉상형태의 침상구조를 하고 있는 것을 사용하는데, 이는 인장강도 및 굴곡강도를 증대시키며 CMC와 같은 폴리머와 혼용하여 함량을 증가시켜도 점성을 크게 증가시키지 않기 때문이다. 규회석은 저흡습성이고, 결정수가 없으므로 치수안정성이 뛰어나고, 장마철 습기침투에 의해 굴곡강도가 현저하게 떨어지는 것을 보완하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The wollastonite used in the present invention has a rod-shaped needle-like structure, which increases the tensile strength and flexural strength, and does not significantly increase the viscosity even when the content is mixed with a polymer such as CMC. Wollastonite is low in hygroscopicity, has no crystal number, is excellent in dimensional stability, can be improved in reliability by complementing that the bending strength remarkably falls due to infiltration of moisture during the rainy season.

더욱이 국제 암연구 단체(IARC;International Agency for Research on Cancer)의 발암성 평가에서, '인간에 대한 발암성에 대한 분류 불능'인 '그룹 3'에 속해 있는 안전한 천연 섬유재료라 분류되었으며, 인간에 대한 위험성이 극히 낮다고 볼 수 있다.Furthermore, in the evaluation of carcinogenicity of the International Agency for Research on Cancer (IARC), it was classified as a safe natural fiber material belonging to 'Group 3' which is 'inability to classify human carcinogenicity' The risk is extremely low.

한편, 상기 규회석은 가로 세로 비율(Aspect ratio)이 15:1 이상의 긴 원료가 망목구조에 유리하다.On the other hand, the wollastonite has an aspect ratio of 15: 1 or more.

상기 천연섬유상의 무기질 충전재는 조성물 전체 중량의 25~65중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 천연섬유상의 무기질 충전재의 함량이 25중량% 미만일 경우, 내열도 및 강도를 유지하지 못하여 사용시 고온에 용융되거나 크랙에 의해 파손되는 현상이 발생 할 수 있다. 반대로, 천연섬유상의 무기질 충전재의 함량이 65중량%를 초과하는 경우, 침상 재료 특유의 망목구조가 지나치게 발달하여 압출성, 성형성이 급격히 저하되어 제조 불가능하게 되며, 수분의 제어 또한 어렵게 된다.
The inorganic filler in the natural fiber is preferably contained in an amount of 25 to 65% by weight of the total weight of the composition. If the content of the inorganic filler in the natural fiber is less than 25% by weight, heat resistance and strength can not be maintained, so that the product may be melted at high temperatures or broken by cracks during use. On the other hand, when the content of the inorganic filler in the natural fiber is more than 65% by weight, the network structure peculiar to the needle-shaped material is excessively developed and the extrudability and the formability are drastically reduced due to the excessively developed structure.

인공섬유상의 무기질 충전재Inorganic filler in artificial fiber form

인공 섬유상의 무기질 충전재는 주로 망목구조를 형성하는 역할을 한다. 이러한 인공 섬유상의 무기질 충전재로, 대표적으로 알칼리토류 실리케이트(Alkaline Earth Silicate; AES) 섬유를 제시할 수 있다. 알칼리토류 실리케이트 섬유는 마그네시아, 알루미나, 실리카, 칼시아 등이 주성분으로, 섬유입자가 굵은 상태가 좋다. 인체에 무해한 알칼리토류 실리케이트 섬유는 바이오-세라크울, 슈퍼 울 등의 상품명으로도 유통되고 있으며, 비정질섬유로 직경이 큰 것이 좋으며, 인공 섬유상 무기질 충전보강재로 망목구조 형성재료로써 사용된다. The inorganic filler in the artificial fiber plays a role mainly in forming the mesh structure. As such an inorganic filler of an artificial fiber form, an alkaline earth silicate (AES) fiber can be typically presented. The alkaline earth silicate fiber is mainly composed of magnesia, alumina, silica, calcia and the like, and the fiber particles are preferably thick. Alkali earth silicate fibers which are harmless to human body are also distributed under the trade names of bio-cerak, super wool, amorphous fiber and large diameter, and are used as materials for forming a network structure as an artificial fibrous inorganic filler reinforcement.

알칼리토류 실리케이트 섬유는 구체적으로는 입자직경이 3㎛초과 10㎛이하인 것이 유리한데, 10㎛ 초과의 알칼리토류 실리케이트 섬유는 제조공정상의 어려움이 있으며, 내열보호관으로 제작시 표면이 미려하지 못하며, 제작시 압출 또한 어렵게 될 수도 있다. 반대로, 알칼리토류 실리케이트의 입자직경이 3㎛ 이하일 경우 체내흡입이 용이하고, 폐 영역까지 침착 가능하므로 바람직하지 못하다.The alkaline earth silicate fiber is advantageous in that the particle diameter is more than 3 탆 but not more than 10 탆. The alkaline earth silicate fiber of more than 10 탆 has difficulty in the manufacturing process, Extrusion may also be difficult. On the contrary, when the particle diameter of the alkaline earth silicate is 3 탆 or less, it is not preferable because it is easy to absorb in the body and can be deposited to the closed area.

상기 인공 섬유상의 무기질 충전재는 조성물 전체 중량의 15~55중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 인공 섬유상의 무기질 충전재의 함량이 15중량% 미만일 경우, 복합재료 충전보강재 특성인 망목구조 형성이 약해져 인장강도가 낮아지고 재료간의 응집성이 떨어져 쇳물 침적시 재료간 분리가 쉽고 열화가 쉬워 내열충격성이 약해지는 문제가 발생할 수 있다. 반대로, 인공 섬유상의 무기질 충전재의 함량이 55중량%를 초과하는 경우, 내열성이 떨어져, 고용 용탕에서 사용시, 소손이 심하게 발생하는 문제가 생길 수 있으며, 가격이 고가라서 원가에 많은 영향을 준다.
The inorganic filler in the form of an artificial fiber is preferably contained in an amount of 15 to 55% by weight based on the total weight of the composition. If the content of the inorganic filler in the artificial fiber is less than 15% by weight, the structure of the network structure, which is a composite filler reinforcement material, is weakened and the tensile strength is lowered and the cohesiveness between materials is lowered. The problem may be solved. On the contrary, when the content of the inorganic filler in the artificial fiber is more than 55% by weight, the heat resistance is low, and when it is used in the molten molten metal, there is a problem that the burning occurs severely, and the cost is high.

인공 섬유상의 무기질 보강재Inorganic stiffener in artificial fiber form

인공 섬유상의 무기질 보강재는 글래스 화이버를 이용할 수 있다. The inorganic reinforcing material on the artificial fiber may be glass fiber.

글래스 화이버는 E-glass Type으로 SiO2와 Al2O3의 합성물로 비정질이면서 보강재 역할을 할 수 있다. 글래스 화이버는 직경이 3㎛ 초과 10㎛이하이며, 섬유 길이가 3~6mm인 것이 바람직하다. 글래스 화이버의 입자 직경이 3㎛ 이하일 경우, 체내흡입이 용이하여 친환경적이지 못하며 인체에 해를 끼칠 수 있다. 반대로, 글래스 화이버의 입자 직경이 10㎛를 초과하는 경우, 섬유 제조공정상의 어려움이 많고, 내열보호관 제작 또한 매우 어렵게 된다. 또한 글래스 화이버의 섬유 길이가 6mm를 초과하는 경우, 글래스 화이버들끼리 엉켜 붙는 문제로 인하여 제조 공정이 어려워질 수 있다. 반대로, 글래스 화이버의 섬유 길이가 3mm 미만일 경우, 분산성은 좋으나, 입자들간의 연결고리가 되기는 힘들기 때문에 서로 다른 원료들의 계면간의 결합력을 보강해 주지 못해서 미세크랙이 발생할 수 있다. Glass fiber is an E-glass type composite of SiO 2 and Al 2 O 3 which can be amorphous and can act as a reinforcing material. The glass fiber preferably has a diameter of more than 3 탆 and 10 탆 or less and a fiber length of 3 to 6 mm. When the particle diameter of the glass fiber is 3 탆 or less, it is easy to inhale into the body, which is not environmentally friendly and can harm the human body. On the contrary, when the particle diameter of the glass fiber exceeds 10 mu m, the difficulty in the fiber manufacturing process is difficult and the production of the heat protection tube becomes very difficult. Also, when the fiber length of the glass fiber exceeds 6 mm, the manufacturing process may become difficult due to a problem that the glass fibers are entangled with each other. On the contrary, when the fiber length of the glass fiber is less than 3 mm, the dispersibility is good, but since it is difficult to form a link between the particles, microcracks may occur because the bonding force between the interfaces of the different raw materials is not reinforced.

상기 인공 섬유상의 무기질 보강재는 조성물 전체 중량의 5~15중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 인공 섬유상의 무기질 보강재의 함량이 15중량%를 초과하는 경우, 서로 엉켜붙어 원료 믹싱, 압출성형에 어려움이 있을 뿐만 아니라 압출기 삼발이 금형에 글래서 화이버가 걸려서 누적되어 압출성형체에 줄 눈을 형성하는 문제점이 있어 생산에서 어려움이 있으며, 또한, 이러한 문제점으로 인하여 쇳물 사용 후에 세라믹보호관의 크랙을 유발하는 불량이 발생할 수 있다. 반대로, 인공 섬유상의 무기질 보강재의 함량이 5중량% 미만일 경우, 원료들이 서로 얽히는 망목구조가 형성되지 않아 복합재료의 특성이 약화되어, 쇳물에서 열화되어 떨어져나가는 문제점이 발생할 수 있다.
The inorganic reinforcing material on the artificial fiber is preferably contained in an amount of 5 to 15% by weight of the total weight of the composition. If the content of the inorganic reinforcing material in the artificial fiber is more than 15% by weight, it is difficult to mix and extrude the raw materials due to being stuck to each other. In addition, there is a problem that glue fibers are caught in the extruder three- There is a difficulty in production. Moreover, such a problem may cause defects that cause cracks in the ceramic protection tube after use of the refuse. On the contrary, when the content of the inorganic reinforcing material in the artificial fiber is less than 5% by weight, the mesh structure in which the raw materials are entangled with each other is not formed, so that the characteristics of the composite material are weakened and deteriorated in the tile.

결합제Binder

본 발명에서, 결합제는 점착성을 위하여 포함되는 것으로, 무기 결합제 및 유기 결합제를 포함한다. In the present invention, the binder is included for adhesion, and includes an inorganic binder and an organic binder.

무기 결합제는 물유리(water glass), 실리카 졸(silica sol) 및 알루미나 졸(alumina sol) 중 1종 이상을 포함할 수 있다. The inorganic binder may include at least one of water glass, silica sol, and alumina sol.

또한, 유기 결합제는 CMC-Na(Sodium of Carboxy Methyl Cellulose), PVA(Polyvinyl alcohol) 및 MC(Methyl Cellulose), PVA(Polyvinyl alcohol) 등을 1종 혹은 2종 이상 혼합 이용할 수 있다. 일 예로, CMC와 MC는 상온에서 분말상태로 사용 가능하고 물에 쉽게 용해되어 입자의 응결력 및 유연성, 점도 증가에 의한 압출성의 향상, 생강도(green strength) 등을 위해 사용될 수 있다. The organic binder may be one or a mixture of two or more of CMC-Na (Sodium of Carboxy Methyl Cellulose), PVA (Polyvinyl Alcohol), MC (Methyl Cellulose) and PVA (Polyvinyl Alcohol). For example, CMC and MC can be used in powder form at room temperature and can be easily dissolved in water to improve the cohesion and flexibility of the particles, the extrudability due to viscosity increase, and the green strength.

상기 무기 결합제 및 유기 결합제 각각은 고형분 환산기준으로 5~15중량% 포함되는 것이 바람직하다. 무기 결합제 또는 유기 결합제의 함량이 15중량%를 초과하는 경우, 임펠러나 혼합기의 벽 등에 점착되어 생산능력이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 무기 결합제 또는 유기 결합제의 함량이 15중량%를 초과하는 경우, 반데르발스 힘 증가에 따른 입자간의 뭉침 현상이 발생할 수 있다. 미세 입자 형태의 결합제는 물리화학적으로 특성이 우수하나, 나노단위로 작아짐에 따라 입자(예:실리카졸) 간에 잡아당기는 힘이 증가하여 뭉치는 현상이 일어나며, CMC의 하이드록시기에 의해 분자간의 힘이 약하게 된다. 반대로, 무기 결합제 또는 유기 결합제의 함량이 5중량% 미만일 경우, 결합제의 양이 너무 적어 내열보호관의 충전밀도를 높일 수 없을 뿐만 아니라 성형슬리브의 표면에 기포가 많이 형성되어 수분 흡수를 많이 하게되어 건조 강도가 낮아져 품질에 영향을 미친다.
Each of the inorganic binder and the organic binder is preferably contained in an amount of 5 to 15% by weight on a solid basis. If the content of the inorganic binder or the organic binder exceeds 15% by weight, it adheres to the wall of the impeller or the mixer, and the production capacity is deteriorated. Also, when the content of the inorganic binder or the organic binder exceeds 15% by weight, aggregation of particles due to van der Waals force increase may occur. The binder in fine particle form has excellent physico-chemical properties, but as the particle size decreases to nanosize, the pulling force between the particles (eg, silica sol) increases and the aggregation phenomenon occurs. Due to the hydroxyl group of CMC, . On the contrary, when the content of the inorganic binder or the organic binder is less than 5% by weight, the amount of the binder is too small to increase the filling density of the heat protection tube, and a large amount of bubbles are formed on the surface of the molding sleeve, The strength is lowered, affecting the quality.

지분share

지분(paper powder)은 유기 첨가제로서, 예를 들어 규회석보다 부피가 크기 때문에 밀도가 낮아져서 분산성을 향상시켜 무게를 효율적으로 줄이고, 외부 충격으로부터 덜 민감해지도록 하는 역할을 한다. Paper powder is an organic additive, which is larger in volume than wollastonite, for example, and thus has a lower density to improve its dispersibility, thereby effectively reducing the weight and making it less susceptible to external impacts.

지분이 포함될 경우, 그 함량은 고형분 환산기준으로 5중량% 이하인 것이 바람직하다. 지분은 탄소의 함유량이 높기 때문에, 지분의 함량이 5중량%를 초과하는 경우에는 센서의 샘플채취시에 성분오염의 우려가 있으며, 부패로 인하여 장기보관이 어려워 다량 사용시 내열보호관의 외관 백색도가 떨어져 미관상으로도 좋지 않다.
When a stake is contained, the content thereof is preferably 5% by weight or less on a solid basis. When the content of the staple exceeds 5 wt%, there is a fear of component contamination at the time of sampling of the sensor, and since it is difficult to be stored for a long time due to corruption, the whiteness of the appearance of the heat protection tube decreases It is not good for cosmetics.

위와 같이 제조된 센서용 친환경 세라믹 내열보호관은 그 밀도가 2.2~2.5g/㎤ 가량으로 비교적 경량이며, 일반적으로 수 초간 용융금속에 침지되어 사용되는 내열보호관의 특성에 적절히 사용될 수 있다.
The eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for a sensor manufactured as described above has a density of 2.2 to 2.5 g / cm 3 and is relatively light in weight, and can be appropriately used for the characteristics of a heat-resistant protective pipe used for immersion in molten metal for several seconds.

본 발명의 제2 실시예에 따른 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물은 중량%로, 천연 섬유상의 무기질 충전재 25~65%, 인공 섬유상의 무기질 충전재 15~55%, 인공 섬유상의 무기질 보강재 5~15%, 무기결합제 5~15%, 유기결합제 5~15% 및 인공 무기질 내화재 1~25%를 포함하는 것을 특징으로 한다. The composition for manufacturing an eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for a sensor according to the second embodiment of the present invention comprises 25 to 65% of inorganic filler in natural fiber form, 15 to 55% in inorganic filler in artificial fiber form, %, An inorganic binder of 5 to 15%, an organic binder of 5 to 15%, and a synthetic inorganic refractory material of 1 to 25%.

제2 실시예에 따른 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물은 전술한 제1 실시예에 따른 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물에 비하여 인공 무기질 내화재가 더 포함된 것을 제외한 나머지 성분들은 동일한 바, 이하에서는 인공 무기질 내화재의 역할 및 함량에 대하여만 설명하기로 한다.
The composition for manufacturing an eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube according to the second embodiment is the same as the composition of the eco-friendly ceramic refractory material according to the first embodiment except for the addition of the artificial mineral refractory material. Only the role and content will be described.

인공 무기질 내화재Artificial mineral refractory

전술한 바와 같은 제1 실시예에 따른 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물로부터 제조된 세라믹 내열보호관의 경우, 비교적 경량이라는 장점이 있다. 그러나, 공정에 따라 유동이 크거나, 온도가 매우 높은 측정환경에서는 더 높은 수준의 내열도가 요구될 수 있으며, 이에 따라 인공 무기질 내화재를 첨가하여 내열재료의 융점을 높일 수 있다. The ceramic heat-resistant protective tube manufactured from the composition for manufacturing an eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube according to the first embodiment as described above has an advantage of being relatively light in weight. However, a higher level of heat resistance may be required in a measurement environment having a large flow depending on a process or a very high temperature, and thus, a refractory material of artificial mineral may be added to increase the melting point of the heat resistant material.

이러한 인공 무기질 내화재는 전융스피넬 및 전융알루미나 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 이때, 상기 전융스피넬 혹은 전융알루미나는 80~120mesh(170~74㎛)의 파우더인 것이 바람직하다. 이러한 조건의 전융스피넬 혹은 전융알루미나는 인체에 유해한 자유(free)상의 결정질 실리카(Cristalline Silica)가 내포되어 있지 않아 인체에 유해하지 않으며, 먼지 발생이 없어 작업 환경이 개선될 수 있다.Such an artificial mineral refractory material may include at least one of fused spinel and fused alumina. At this time, it is preferable that the fused spinel or the fused alumina is a powder of 80 to 120 meshes (170 to 74 mu m). Fused spinel or fused alumina with such a condition does not contain free crystalline silica (Cristalline Silica) which is harmful to the human body, so that it is not harmful to the human body and the working environment can be improved without dust.

상기 인공 무기질 내화재는 조성물 전체 중량의 1~25중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 인공 무기질 내화재의 함량이 1중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 인공 무기질 내화재의 함량이 25중량%를 초과하는 경우, 세라믹 내열 보호관의 중량이 지나치게 증가할 수 있으며, 내열보호관의 망목구조가 치밀하지 못해 충분한 강도를 갖지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.
The artificial mineral refractory material is preferably contained in an amount of 1 to 25% by weight based on the total weight of the composition. If the content of the artificial mineral refractory material is less than 1% by weight, the effect of the addition is insufficient. On the contrary, when the content of the artificial mineral refractory material exceeds 25% by weight, the weight of the ceramic heat-resistant protective pipe may be excessively increased, and the mesh structure of the heat-resistant protective pipe may not be densified.

상기의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물에는 자유 결정질상 실리카 및 석면 결정상의 구조가 존재하지 않는 것이 특징이다. The composition for manufacturing an eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for a sensor according to the first and second embodiments is characterized in that there is no structure of free crystalline silica and asbestos crystal phase.

이를 위하여, 천연 섬유상의 무기질 충전재인 규회석은 100mesh 내외품으로 CaO 45중량% 이상, SiO2 47중량% 이상이 포함된 제품을 사용할 수 있고, 알루미나의 함량이 높아도 좋다. 또한, 인공 섬유상의 무기질 충전재인 알칼리토류 실리케이트 섬유는 장섬유이며 벌크로서 사용온도가 1280℃ 이상으로 평균 직경 5㎛ 이상, CaO와 MgO 18~43중량%, SiO2 50~82중량%, Al2O3 2중량%, TiO2 2중량%가 포함된 제품을 이용할 수 있다. 또한, 글래스 화이버는 3~6mm 커팅품으로 평균직경 5㎛ 이상의 제품을 이용할 수 있다. 또한, 전융스피넬은 마그네슘과 알루미늄이 중량비로 2 : 8의 역스피넬상의 제품으로, 순도는 최소 99%이상으로 조분 0.2mm 이하 품으로 80~100mesh 제품을 이용할 수 있다.
For this purpose, wollastonite, which is an inorganic filler in natural fiber form, can be used in an amount of 100mesh or more and can contain a product containing 45% by weight or more of CaO and 47% by weight or more of SiO 2 , and the content of alumina may be high. In addition, the man-made fibrous inorganic filler alkaline earth silicate fibers are long fibers and the temperature as a bulk average diameter 5㎛ over more than 1280 ℃, CaO and MgO 18 ~ 43% by weight, SiO 2 50 ~ 82% by weight, Al 2 2% by weight of O 3, and 2% by weight of TiO 2 can be used. In addition, the glass fibers can be cut into 3 to 6 mm and products having an average diameter of 5 μm or more can be used. In addition, the molten spinel is a reverse spinel product having a weight ratio of magnesium and aluminum of 2: 8. The purity is at least 99%, and the product of 80 to 100mesh can be used in a ratio of 0.2mm or less.

센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조 방법Manufacturing method of eco-friendly ceramic heat-resistant protective pipe for sensor

도 1은 본 발명에 적용될 수 있는 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조 방법을 개략적으로 나타낸 것이다. FIG. 1 schematically shows a method of manufacturing an eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for a sensor applicable to the present invention.

도 1을 참조하면, 도시된 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조 방법은 조성물 제조 단계(S110), 압출 성형 단계(S120), 절단 단계(S130) 및 건조 단계(S140)를 포함한다.
Referring to FIG. 1, the method for manufacturing an eco-friendly ceramic heat-resistant protective pipe for a sensor includes a composition manufacturing step (S110), an extrusion molding step (S120), a cutting step (S130), and a drying step (S140).

우선, 조성물 제조 단계(S110)에서는 교반기 또는 혼합기에 원료를 투입하여 전술한 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따른 조성물을 제조한다. First, in the composition preparing step (S110), a raw material is added to a stirrer or a mixer to prepare the composition according to the first or second embodiment.

조성물을 제조하는 예로, 무기질 충전보강재인 글래스 화이버, 알칼리토류 실리케이트 섬유를 계량하여 교반기에 투입하고, 무기바인더인 희석 실리카졸이나 희석 물유리를 투입 후 약 15분간 믹싱하고, 내열재료인 스피넬 및 규회석을 계량 투입하고(이때, 첨가함량이 많은 순서대로 계량투입하는 것이 바람직하다), 유기 결합재인 CMC를 첨가하고, 무기질 결합재인 실리카졸이나 물유리를 투입하여 약 30분~60분간 교반하는 것을 제시할 수 있다.
The inorganic filler reinforcing materials such as glass fiber and alkaline earth silicate fibers are weighed and placed in a stirrer. Diluted silica sol or diluted water glass, which is an inorganic binder, is added and mixed for about 15 minutes. Spinel and wollastonite (In this case, it is preferable to carry out the metering in the order of the added amount), adding CMC which is an organic binder, adding silica sol or water glass as an inorganic binder, stirring for about 30 minutes to 60 minutes have.

필요에 따라서는 제조된 조성물을 숙성하는 과정을 더 포함할 수 있다. 숙성은 제조된 조성물을 비닐로 밀봉하여 하루 정도 숙성시키는 방법으로 수행될 수 있다.
If necessary, further aging the prepared composition. Aging can be carried out by sealing the prepared composition with vinyl and aging for a day or so.

다음으로, 압출 성형 단계(S120)에서는 조성물을 압출기에 투입하여, 슬리브(sleeve)의 형태로 압출 성형한다. Next, in the extrusion molding step (S120), the composition is put into an extruder and extruded in the form of a sleeve.

슬리브 형태의 압출 성형을 위하여, 압출기 내에는 압출 심봉이 구비된다. 이때, 압출 심봉으로 지관을 사용하여 제조되는 세라믹 내열보호관이 지관 일체형 구조를 갖도록 할 수 있다.
For extrusion molding in the form of a sleeve, an extrusion core rod is provided in the extruder. At this time, the ceramic heat-resistant protective pipe manufactured by using the branch pipe as the extruded mandrel can have the integral structure of the branch pipe.

다음으로, 절단 단계(S130)에서는 미리 정해진 사이즈를 갖는 세라믹 내열보호관이 제조될 수 있도록, 압출 성형된 결과물의 양단을 절단한다.Next, in the cutting step (S130), both ends of the extrusion-molded product are cut so that a ceramic heat-resistant protective tube having a predetermined size can be produced.

또한, 절단 이전에, 건조대차에서 압출 성형물을 약 20분간 건조하거나 완전건조하는 과정을 더 수행할 수 있다. Further, before the cutting, the extrudate can be dried in the drying drum for about 20 minutes or completely dried.

한편, 절단 단계에서 제거된 자투리를 교반기 또는 혼합기에 재투입하여, 생산성 향상을 도모할 수 있다.
On the other hand, the squid removed in the cutting step can be reintroduced into the agitator or the mixer to improve the productivity.

다음으로, 건조 단계(S140)에서는 절단된 결과물을 건조한다. Next, in the drying step (S140), the cut product is dried.

보다 구체적으로 건조는 자연건조 과정 및 건조경화 과정을 포함한다. 자연건조 과정에서는 절단된 결과물을 4~12시간 가량 자연 건조한다. 그리고 건조경화 과정에서는 건조기에서 자연건조된 결과물을 20~40분간 50~70℃까지 1차 승온하여 20~40분간 1차 유지하고, 20~40분간 120~150℃까지 2차 승온하여 90~150분간 2차 유지 후, 자연 냉각한다. More specifically, the drying includes a natural drying process and a drying and curing process. During the natural drying process, the crops are dried naturally for 4 to 12 hours. In the dry curing process, the naturally dried product is firstly heated to 50 to 70 ° C for 20 to 40 minutes, then maintained for 20 to 40 minutes for the first time, raised to 120 to 150 ° C for 20 to 40 minutes, After the second maintenance for the minute, it naturally cools.

대부분의 세라믹재료는 소성단계를 거쳐 완성되는데 반해, 본 발명에 따른 센서용 친환경 세라믹 내열보호관은 소성 과정없이 건조 단계만으로 완성되는 불소성인 것에 그 특징이 있다. 이로 인해, 제조단가 및 제작시간의 단축효과도 얻을 수 있다.
Most of the ceramic materials are completed through a baking step, whereas the eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for a sensor according to the present invention is characterized by being made of fluorine which is completed only by a drying step without a firing process. As a result, it is possible to obtain the effect of shortening the manufacturing cost and manufacturing time.

실시예Example

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.

1. 시편의 제조1. Preparation of specimens

표 1에 도시된 조성을 갖는 조성물을 제조하고, 이를 압출기에서 압출한 후, 20분간 건조하고, 양단을 절단한 후, 8시간동안 자연건조한 후, 건조기에서 30분간 60℃까지 1차 승온 후 30분간 1차 유지하고, 30분간 130℃까지 2차 승온후 120분간 2차 유지 후 자연 냉각하였다. The composition having the composition shown in Table 1 was prepared, extruded from the extruder, dried for 20 minutes, cut at both ends, naturally dried for 8 hours, heated for 30 minutes at 60 DEG C for 30 minutes Kept for 1 hour, warmed up to 130 캜 for 30 minutes, maintained for 120 minutes, and then naturally cooled.

표 1에서 실리카 졸은 중량비로 10:1의 비율로 물과 함께 사용하였다.In Table 1, silica sol was used with water at a ratio of 10: 1 by weight.

[표 1] [Table 1]

Figure 112013120533361-pat00001
Figure 112013120533361-pat00001

시편 A는 비교예로서, 인공 섬유상의 무기질 보강재가 포함되지 않은 것을 나타낸다. 시편 B는 비교예로서, 인공 섬유상의 무기질 보강재가 5중량% 미만으로 포함된 것을 나타낸다. 시편 D는 비교예로서, 인공 섬유상의 무기질 충전재가 15중량% 미만으로 포함된 것을 나타낸다.
Specimen A shows, as a comparative example, that an inorganic reinforcing material in the form of an artificial fiber is not included. Specimen B shows that, as a comparative example, less than 5% by weight of an inorganic reinforcing material in the form of an artificial fiber. Sample D shows, as a comparative example, less than 15% by weight of an inorganic filler in the form of an artificial fiber.

최종 제작된 내열보호관 제조용 조성물의 화학적 조성을 표 2에 나타내었다.
The chemical composition of the final composition for manufacturing a heat-resistant protective tube is shown in Table 2.

2. 물성 평가 방법 및 결과2. Property evaluation method and result

(1) 쇳물침적후 직경소손율은 사용전과 사용후의 직경의 변화량을 나타내며, 소손율이 큰 시험품은 내열 및 내충격성이 열위한 것으로 판단할 수 있다.(1) The diameter burning rate after the dipping step shows the amount of change in diameter before and after use, and it can be judged that the test sample with a large burning rate is heat-resistant and impact-resistant.

(2) 예상 용융 온도는 화학성분에 따른 이론적 융점을 나타내며, 융점이 지나치게, 낮으면 센서용 세라믹 내열보호관으로 사용이 불가능하다.(2) The expected melting temperature shows the theoretical melting point according to the chemical composition. If the melting point is too low, it can not be used as a ceramic heat-resistant protective tube for sensors.

(3) 내스플래쉬성이란, 쇳물속에 침적시 가능한한 쇳물이 비산하는 스플래쉬가 적은 것을 의미하며, 제품의 제조과정에 있어서도 작업시 먼지의 발생이 없을 것, 원활한 압출성형이 가능할 것, 압출된 표면이 매끄러울 것 등의 기준으로 평가하였다.(3) "Splashability" means that splashes are scattered as much as possible when dipped in dirt, and that no dust is generated during the production process of the product, smooth extrusion molding is possible, And the like.

(4) 내충격성 시험은 지관일체형 내열보호관의 굽힘강도 230Kgf 이상, 스테플작업(6 Bar로 인가) 및 자동 이송장치 CAM에 의한 파손 유무를 관찰하였으며, 내열성 및 내열충격성은 1600℃ 이상의 용강에서 10초 침적 후 파손, 크렉 및 용융되었는가의 판단으로 시험하였다.(4) The impact resistance test was carried out by observing the bending strength of 230 Kgf or more of the heat resistant protective pipe integrated with the core tube, the stapling operation (applied at 6 bar), and the damage by the automatic transfer device CAM. The heat resistance and thermal shock resistance were 10 After superdeposition, it was tested by judging whether it was broken, cracked or melted.

물성 평가 결과를 표 2에 나타내었다. 또한, 조성물 A~J로부터 제조된 시편들의 쇳물침적 후 사진을 도 2에 나타내었다. The evaluation results of the physical properties are shown in Table 2. Further, photographs of the specimens prepared from the compositions A to J after sedimentation are shown in FIG.

[표 2][Table 2]

Figure 112013120533361-pat00002
Figure 112013120533361-pat00002

표 2 및 도 2를 참조하면, 비교예인 시편 A, B, D의 경우에 비하여 나머지 실시예 시편들이 전체적으로 우수한 결과를 나타내었고, 특히, 시편 G, H, I가 전체적으로 우수한 결과를 나타내는 것을 볼 수 있다. 시편 E의 경우 물성은 양호하였으나, 인공 섬유상의 무기질 충전재가 고가라는 점에서 종합 특성 평가 결과로 △로 평가하였다.
Referring to Table 2 and FIG. 2, it can be seen that the specimens of the other embodiments showed excellent results as compared with the specimens A, B and D of the comparative examples, and that the specimens G, H, have. In case of specimen E, the physical properties were good, but it was evaluated as △ because the inorganic filler on the artificial fiber was expensive.

도 3은 본 발명의 실시예에서, 조성물 G, H, I로부터 제조된 시편들에서 측정된 센서의 측정값을 나타낸 것이다.Figure 3 shows the measured values of the sensors measured in the specimens made from composition G, H, I in an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 조성물 G, H, I로부터 제조된 시편들의 경우, 측정 환경에 큰 영향을 주지 않아 정상적인 측정이 가능한 결과를 얻을 수 있었다.
Referring to FIG. 3, in the case of the samples prepared from the compositions G, H and I, no significant influence was exerted on the measurement environment, and a result that can be normally measured was obtained.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다. While the invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Such changes and modifications are intended to fall within the scope of the present invention unless they depart from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.

Claims (11)

중량%로, 천연 섬유상의 무기질 충전재 25~65%, 인공 섬유상의 무기질 충전재 15~55%, 인공 섬유상의 무기질 보강재 5~15%, 무기 결합제 5~15% 및 유기 결합제 5~15%를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물.
By weight of an inorganic filler, 25 to 65% of a natural filler, 15 to 55% of an inorganic filler in an artificial fiber, 5 to 15% of an inorganic filler in an artificial fiber, 5 to 15% of an inorganic binder and 5 to 15% Wherein the heat-resistant protective tube is made of a thermoplastic resin.
중량%로, 천연 섬유상의 무기질 충전재 25~65%, 인공 섬유상의 무기질 충전재 15~55%, 인공 섬유상의 무기질 보강재 5~15%, 무기결합제 5~15%, 유기결합제 5~15% 및 인공 무기질 내화재 1~25%를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물.
Wherein the inorganic filler is in the range of 25 to 65% by weight, the inorganic filler in the natural fiber is 15 to 55%, the inorganic filler in the artificial fiber is 15 to 55%, the inorganic filler in the artificial fiber is in the range of 5 to 15%, the inorganic binder is 5 to 15% Wherein the refractory material comprises 1 to 25% of a refractory material.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 센서용 친환경 세라믹 내열보호관은
지분 5중량% 이하를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물.
3. The method according to claim 1 or 2,
The eco-friendly ceramic heat-resistant protective tube for the sensor
By weight based on the total weight of the composition.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 천연 섬유상의 무기질 충전재는 규회석을 포함하고,
상기 인공 섬유상의 무기질 충전재는 알칼리토류 실리케이트 섬유(Alkaline Earth Silicate Fiber)를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the natural fibrous inorganic filler comprises wollastonite,
Wherein the inorganic filler in the form of an artificial fiber comprises an alkaline earth silicate fiber.
제4항에 있어서,
상기 규회석은 가로 세로 비율이 15:1 이상의 섬유상인 것을 특징으로 하는 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물.
5. The method of claim 4,
Wherein the wollastonite is fibrous in aspect ratio of 15: 1 or more.
제4항에 있어서,
상기 알칼리토류 실리케이트 섬유는 입자직경이 3㎛ 초과 내지 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물.
5. The method of claim 4,
Wherein the alkaline earth silicate fiber has a particle diameter of more than 3 mu m to 10 mu m or less.
제2항에 있어서,
상기 인공 무기질 내화재는 전융스피넬 및 전융알루미나 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물.
3. The method of claim 2,
Wherein the artificial mineral refractory material comprises at least one of fused spinel and fused alumina.
제7항에 있어서,
상기 전융스피넬 혹은 전융알루미나는 80~120mesh의 파우더인 것을 특징으로 하는 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물.
8. The method of claim 7,
Wherein the fused spinel or fused alumina is a powder of 80 to 120 meshes.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 인공 섬유상의 무기질 보강재는 글래스 화이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the inorganic stiffener on the artificial fiber comprises a glass fiber.
제9항에 있어서,
상기 글래스 화이버는 직경이 3㎛ 초과 10㎛이하이며, 섬유 길이가 3~6mm인 것을 특징으로 하는 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물.
10. The method of claim 9,
Wherein the glass fiber has a diameter of more than 3 占 퐉 and 10 占 퐉 or less and a fiber length of 3 to 6 mm.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 무기 결합제는 물유리, 실리카 졸 및 알루미나 졸 중 1종 이상을 포함하고,
상기 유기 결합제는 CMC-Na(Sodium of Carboxy Methyl Cellulose), PVA(Polyvinyl alcohol) 및 MC(Methyl Cellulose) 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서용 친환경 세라믹 내열보호관 제조용 조성물.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the inorganic binder includes at least one of water glass, silica sol and alumina sol,
Wherein the organic binder comprises at least one of CMC-Na (Sodium of Carboxy Methyl Cellulose), PVA (Polyvinyl Alcohol), and MC (Methyl Cellulose).
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